上海市普陀区沙田学校 200333
摘 要：STEAM教育发端于美国，随后在英国、芬兰、德国等国家相继出台政策大力推行，STEAM教育包含科学、技术、工程、艺术、数学等学科，强调跨学科的知识融合，在项目式学习中进行动手实践，探究思考来解决问题。STEAM教育推动了技术在教育中的应用，带动了国家科技的发展和创新，但是在STEAM中的“E”工程往往被大家忽略，在K-12阶段科学，数学，艺术以及技术都有相应的体系或单独成为一门主要学科内容来教授，对于工程学科来说，就以我国为例，在K-12阶段我国没有工程教育，只有在高等教育阶段才开设工程相关的专业，然而工程体系中所包含的工程设计思想和模式，是进行系统思考解决问题的重要方法，因此，随着STEAM教育的推行，我们更应该看到其中具有重要价值的工程学科，并思考如何更好地进行工程教育。本文整合研究了国内外K-12工程教育发展，工程教育的标准和实践要求以及工程设计能力所包含的具体含义，对STEM中的工程教育进行了初步的探索。
关键词：STEAM教育 K-12工程教育 工程设计能力
STEAM作为在美国最早提出的教育改革政策，旨在培养适应新时代要求的新型复合人才。STEAM强调跨学科之间的整合，将知识进行迁移和综合运用以解决实际问题，培养学生的核心素养，STEAM教育的理念可以概括为:以数学为基础，通过工程和艺术解读科学和技术。STEAM教育支持学生以学科整合的方式认识世界，以综合创新的形式改造世界，培养他们解决问题的创新能力。STEAM教育主要以基于项目的学习、问题的学习为主要教(学习)方式，引导学生通过合作与实践，完成主题项目和解决生活中遇到的难题。作为一种超越传统的教育模式，STEAM 教育可以缩小学生现有知识技能与职业所需知识技能间的差距，提升学生的就业竞争力。在STEAM教育政策中，科学、技术、艺术、数学等在教育中都得到进一步的重视和加强，但是对于工程这一块，在我们的K12阶段，我们没有单独的工程类的课程，也没有相应的像科学类课程那样的标准，但是在STEAM教育中，工程教育中融合了科学、技术等很多的东西，工程设计类的系统方法，正是我们实现学科整合，解决实际问题的有效途径。
美国一直走在教育的前列，就追溯到美国的工程教育来看，最早2004年，美国的工程教育协会（ASEE）成立了“K-12和准工程分会”，2006年美国国家工程院和美国国家研究理事会教育中心成立K-12工程教育委员会，该委员会于2009年发布了《K-12教育中的工程教育：了解现状和改进前景》，在2010年该委员会发布了《K-12工程教育标准》，随后美国开发了“工程设计项目”和“项目引领方向”这样凸显工程特色的课程，在全美国范围内推行使用。
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一、美国工程教育标准
2010年K-12工程教育委员会进行为期两年的形成关于K-12工程教育标准的一份报告，报告从宏观层面提出工程教育在知识、技能、思维习惯的三大标准模块，并对不同年龄阶段的学生的不同要求进行了详细的说明和解释。
知识维度包含：1.工程设计是解决问题或实现目标的一种方法。问题和目标可以被定义为可以系统地解决它们并且可以找到令人满意的解决方案。2.技术是人类文化的基本属性。我们很大程度上定义人类文化这些文化中的技术人员的条款工程师和使用。3.科学和工程在目标、过程和产品方面有所不同。 科学是一种手段了解自然界，而工程是一个改变它的过程。 技术进步可能促成新的科学发现，而科学理解有时会导致新的或改进的技术。
二、工程设计技能
工程设计技能：1.准确地制作和记录观察；2.有效收集和解释数据；3.使用的数据做出结论，进行推论并改变设计；4.和其它小组的成员进行合作，听取他们的意见来进行设计；5.制定计划如何测试最终产品；6.使用设计过程重新评估和设计产品；7.使用教育技术软件有效地确定优化设计；8.使用测试软件测试；9.给出进行设计改进的建议；10.选择最多设计点的设计，并能够解释原因。
我国的STEM中的工程教育尚处于初步阶段，工程教育关系着创新人才培养和国家未来的发展，与科学、技术等起着同等的作用，我国在国家层面K12教育体系设计上忽略了工程学科，目前的STEM教育弥补了我国工程教育的缺憾，因此，我们应该加强STEM中的工程教育，以工程项目为依托，运用工程设计方法和理念来思考和解决问题，我们需要从以下方面来加强我国STEM中的工程教育：第一，国家层面加强K12阶段工程教育的课程设置和教育标准，为底层教育层面学校和教师提供方向指南；第二，充分运用STEM教育理念，以工程教育为连接枢纽，将科学、技术、数学等多学科合理的融合，运用工程设计方法，来解决问题；第三，进一步加强理论研究，从当前的理论和进一步的实践中，探索工程教育的实质和实施路径，为一线实施提供理论指导。
参考文献
[1]赵慧臣 陆晓婷 开展STEAM教育,提高学生创新能力——访美国STEAM教育知名学者格雷特?亚克门教授[J].开放教育研究,2016,22（05）:4-10.
[2]Committee on Standards for K–12Engineering Education. Standards for K-12Engineering Education? [R].Washington, D.C：The National Academies Press，2010，1，67-80。
[3]Developing Engineering and Science Process Skills Using Design Software in an Elementary Education[D].Fusco，Christopher，2014。
论文作者:朱青云
论文发表刊物:《中小学教育》2020年第393期
论文发表时间:2020/1/7
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